專利名稱：一種生產(chǎn)鉻酸鈉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鉻酸鈉生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，利用氧化氣體對(duì)鉻鐵礦和堿的混合焙燒料進(jìn)行氧化處理，采用氣固流化床反應(yīng)器間歇生產(chǎn)鉻酸鈉的方法。
背景技術(shù)：
鉻酸鈉是一種重要的化工產(chǎn)品，是制取其它鉻鹽的基礎(chǔ)。在國民經(jīng)濟(jì)各部門中用途極廣，主要用于電鍍、鞣革、印染、醫(yī)藥、顏料、氧化劑及金屬緩蝕劑等方面。鉻酸鈉的生產(chǎn)主要是以鉻鐵礦為原料，在氧化環(huán)境中與堿發(fā)生反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。其制備工藝可分為有鈣焙燒法和無鈣焙燒法兩類。無鈣焙燒法是鉻酸鈉生產(chǎn)的傳統(tǒng)工藝，但是該工藝鉻轉(zhuǎn)化率低，僅為75%左右，并可伴生致癌物鉻酸鈣，且排渣量大，渣中含六價(jià)鉻高達(dá)19Γ1. 5% (以Cr2O3計(jì))，對(duì)環(huán)境造成很大污染。相對(duì)于有鈣焙燒法，無鈣焙燒法鉻轉(zhuǎn)化率高，不產(chǎn)生鉻酸鈣，排渣量小，渣中六價(jià)鉻含量低，對(duì)環(huán)境污染輕，便于治理，但設(shè)備投資大， 并且燒結(jié)現(xiàn)象嚴(yán)重。中國專利CN101717119公開了一種鉻礦少堿焙燒生產(chǎn)鉻酸鈉的方法，采用多次少堿的方式進(jìn)行氧化焙燒，雖然減少了石灰石用量，提高了堿的利用率，但需要較高的反應(yīng)溫度，并且仍有鉻酸鈣生成。中國專利CN101659444提供了一種鉻鐵礦制備鉻酸鈉的清潔生產(chǎn)方法，利用鉻鐵礦在NaOH-NaNO3-H2O介質(zhì)中與氧化性氣體進(jìn)行反應(yīng)，硝酸鈉作為催化劑，反應(yīng)中不被消耗， 本方法中轉(zhuǎn)化率達(dá)99%以上，渣中含鉻率小于0. 5%。但本方法引入的硝酸鈉在反應(yīng)中易分解生成亞硝酸鹽，較難除去，使得鉻酸鈉的提取工藝難度加大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中設(shè)備投資大、反應(yīng)溫度高、鉻酸鈉的提取難度大等缺陷，提供一種生產(chǎn)鉻酸鈉的方法，利用氧化氣體對(duì)鉻鐵礦與堿的混合焙燒料進(jìn)行氧化處理，采用氣固流化床反應(yīng)器在常壓下間歇生產(chǎn)鉻酸鈉，反應(yīng)中無需添加鈣質(zhì)，并能顯著降低堿的耗量。一種生產(chǎn)鉻酸鈉的方法，包括如下步驟
(1)將鉻鐵礦經(jīng)破碎、磨礦至-200目含量70%以上；
(2)將經(jīng)破碎、磨礦后的鉻鐵礦與堿充分?jǐn)嚢璞簾?.5 lh，堿的加入量為理論量的 40% 70%，焙燒溫度為70(Tl00(TC ；
(3)將步驟(2)所得燒結(jié)物料磨細(xì)至-200目含量70%以上，加入氣固流化床反應(yīng)器，通入氧化氣體，調(diào)節(jié)通氣量使物料處于流化狀態(tài)，保持反應(yīng)器內(nèi)溫度28(T50(TC，反應(yīng) 0. 5lh，得到一次焙燒產(chǎn)品；
(4)將步驟(3)所得一次焙燒產(chǎn)品經(jīng)溶解以及固液分離得鉻酸鈉浸出液以及浸渣，其中溶解時(shí)添加的液體與一次焙燒產(chǎn)品的液固比為;Γ5:1，添加的液體為普通民用水或洗滌富鐵尾渣后的洗滌液；(5)將步驟(4)所得浸渣烘干后與堿混合焙燒0.5 lh，堿的加入量為原礦理論量的 30% 60%，焙燒溫度為70(Tl000°C ；
(6)將步驟(5)所得燒結(jié)物料磨細(xì)至-200目含量70%以上，加入氣固流化床反應(yīng)器，通入氧化氣體，調(diào)節(jié)通氣量使物料處于流化狀態(tài)，保持反應(yīng)器內(nèi)溫度28(T50(TC，反應(yīng) 0. 5lh，得到二次焙燒產(chǎn)品，將所得到的二次焙燒產(chǎn)品經(jīng)溶解以及固液分離得鉻酸鈉浸出液以及浸渣，其中溶解時(shí)添加的液體與二次焙燒產(chǎn)品的液固比為;Γ5:1，添加的液體為普通民用水或洗滌富鐵尾渣后的洗滌液；
(7)將步驟(6)所得浸渣經(jīng)多級(jí)逆流洗滌得富鐵尾渣，洗滌液返回步驟(4)或(6)作為鉻酸鈉的溶解液；
(8)將步驟(4)和步驟(6)所得浸出液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶及洗滌，得鉻酸鈉產(chǎn)品。所述堿為氫氧化鈉或碳酸鈉。所述氧化氣體為空氣、氧氣以及富氧空氣。本發(fā)明的原理是采用多次少堿的方式生產(chǎn)鉻酸鈉，首先將磨細(xì)后的鉻鐵礦與欠量的堿在一定溫度下進(jìn)行預(yù)氧化燒結(jié)，燒結(jié)礦經(jīng)磨細(xì)后加入流化床內(nèi)，通入氧化氣體進(jìn)行氧化焙燒，利用流態(tài)化條件下氧氣迅速擴(kuò)散至反應(yīng)界面的特點(diǎn)，提高氧化速率，一次焙燒礦經(jīng)浸出、液固分離后，浸渣再添加一定量的堿，經(jīng)二次燒結(jié)、流態(tài)化焙燒、浸出、液固分離，得富鐵尾渣以及浸出液。本發(fā)明工藝無需添加鈣質(zhì)，并能顯著降低堿的耗量，最終所得富鐵尾渣中鉻含量低于0. 4%，鉻的轉(zhuǎn)化率可達(dá)99%以上。


圖1為生產(chǎn)鉻酸鈉的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
(1)將鉻鐵礦(Cr20345.24%)經(jīng)破碎、磨細(xì)至-200目含量75% ；
(2)將鉻鐵礦與氫氧化鈉在760°C下充分?jǐn)嚢璞簾?0min，堿的加入量為理論量的55%；
(3)將所得燒結(jié)物料磨細(xì)至-200目含量80%，加入氣固流化床反應(yīng)器，通入空氣，使物料處于流化狀態(tài)，保持反應(yīng)器內(nèi)溫度300°C，反應(yīng)lh，得一次焙燒產(chǎn)品；
(4)用鐵渣洗滌液浸取一次焙燒產(chǎn)品，經(jīng)固液分離得鉻酸鈉浸出液以及浸渣，其中溶解時(shí)添加的液體與一次焙燒產(chǎn)品的液固比為3:1，添加的液體為普通民用水或洗滌富鐵尾渣后的洗滌液；
(5)將所述步驟(4)所得浸渣烘干后在700°C下與堿混合焙燒0.證，堿的加入量為原礦理論量的50% ；
(6)將所得燒結(jié)物料磨細(xì)至-200目含量80%，加入氣固流化床反應(yīng)器，通入空氣，使物料處于流化狀態(tài)，保持反應(yīng)器內(nèi)溫度350°C，反應(yīng)lh，得二次焙燒產(chǎn)品；用鐵渣洗滌液浸取二次焙燒產(chǎn)品，經(jīng)固液分離得鉻酸鈉浸出液以及浸渣，其中溶解時(shí)添加的液體與二次焙燒產(chǎn)品的液固比為3:1，添加的液體為普通民用水或洗滌富鐵尾渣后的洗滌液；
(7)將所述步驟(6)所得浸渣經(jīng)多級(jí)逆流洗滌得到富鐵尾渣，洗滌液返回步驟(4)或(6)；
(8)將所述步驟(4)和步驟(6)所得浸出液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶以及洗滌得鉻酸鈉產(chǎn)品。鉻酸鈉晶體純度為99. 32%，富鐵尾渣含鐵26. 67%、鉻0. 31%，鉻鐵礦中鉻的轉(zhuǎn)化率為99. 10%。實(shí)施例2
(1)將鉻鐵礦(Cr20338.30%)經(jīng)破碎、磨細(xì)至-200目含量75% ；
(2)將鉻鐵礦與碳酸鈉在950°C下充分?jǐn)嚢璞簾?0min，堿的加入量為理論量的60%；
(3)將所得燒結(jié)物料磨細(xì)至-200目含量83%，加入氣固流化床反應(yīng)器，通入空氣，使物料處于流化狀態(tài)，保持反應(yīng)器內(nèi)溫度400°C，反應(yīng)lh，得一次焙燒產(chǎn)品；
(4)用鐵渣洗滌液浸取一次焙燒產(chǎn)品，經(jīng)固液分離得鉻酸鈉浸出液以及浸渣，其中溶解時(shí)添加的液體與一次焙燒產(chǎn)品的液固比為4:1，添加的液體為普通民用水或洗滌富鐵尾渣后的洗滌液；
(5)將所述步驟(4)所得浸渣烘干后在700°C下與碳酸鈉混合焙燒35min，碳酸鈉的加入量為原礦理論量的50% ；
(6)將所得燒結(jié)物料磨細(xì)至-200目含量83%，加入氣固流化床反應(yīng)器，通入空氣，使物料處于流化狀態(tài)，保持反應(yīng)器內(nèi)溫度400°C，反應(yīng)lh，得二次焙燒產(chǎn)品；用鐵渣洗滌液浸取二次焙燒產(chǎn)品，經(jīng)固液分離得鉻酸鈉浸出液以及浸渣，其中溶解時(shí)添加的液體與二次焙燒產(chǎn)品的液固比為4:1，添加的液體為普通民用水或洗滌富鐵尾渣后的洗滌液；
(7)將所述步驟(6)所得浸渣經(jīng)多級(jí)逆流洗滌得富鐵尾渣，洗滌液返回步驟(4)或(6);
(8)將所述步驟(4)和步驟(6)所得浸出液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶以及洗滌得鉻酸鈉產(chǎn)品。鉻酸鈉晶體純度為99. 12%，富鐵尾渣含鐵25. 39%、鉻0. 37%，鉻鐵礦中鉻的轉(zhuǎn)化率為99. 03%。實(shí)施例3
(1)將鉻鐵礦(Cr20350.42%)經(jīng)破碎、磨細(xì)至-200目含量75% ；
(2)將鉻鐵礦與氫氧化鈉在800°C下充分?jǐn)嚢璞簾?5min，堿的加入量為理論量的58%；
(3)將所得燒結(jié)物料磨細(xì)至-200目含量73%，加入氣固流化床反應(yīng)器，通入富氧空氣， 使物料處于流化狀態(tài)，保持反應(yīng)器內(nèi)溫度330°C，反應(yīng)lh，得一次焙燒產(chǎn)品，其中富氧空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為50% ；
(4)用鐵渣洗滌液浸取一次焙燒產(chǎn)品，經(jīng)固液分離得鉻酸鈉浸出液以及浸渣，其中溶解時(shí)添加的液體與一次焙燒產(chǎn)品的液固比為3. 5:1，添加的液體為普通民用水或洗滌富鐵尾渣后的洗滌液；
(5)將所述步驟(4)所得浸渣烘干后在80(TC下與氫氧化鈉混合焙燒35min，氫氧化鈉的加入量為原礦理論量的50% ；
(6)將所得燒結(jié)物料磨細(xì)至-200目含量73%，加入氣固流化床反應(yīng)器，通入富氧空氣， 使物料處于流化狀態(tài)，保持反應(yīng)器內(nèi)溫度350°C，反應(yīng)lh，得二次焙燒產(chǎn)品，其中富氧空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為50% ；用鐵渣洗滌液浸取二次焙燒產(chǎn)品，經(jīng)固液分離得鉻酸鈉浸出液以及浸渣，其中溶解時(shí)添加的液體與二次焙燒產(chǎn)品的液固比為3. 5:1，添加的液體為普通民用水或洗滌富鐵尾渣后的洗滌液；
(7)將所述步驟(6)所得浸渣經(jīng)多級(jí)逆流洗滌得富鐵尾渣，洗滌液返回步驟(4)或(6);
(8)將所述步驟(4)和步驟(6)所得浸出液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶以及洗滌得鉻酸鈉產(chǎn)品。鉻酸鈉晶體純度為99. 72%，富鐵尾渣含鐵28. 、鉻0. 20%，鉻鐵礦中鉻的轉(zhuǎn)化率為99. 43%。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)鉻酸鈉的方法，其特征在于制備步驟如下(1)將鉻鐵礦經(jīng)破碎、磨礦至-200目含量70%以上；(2)將經(jīng)破碎、磨礦后的鉻鐵礦與堿充分?jǐn)嚢璞簾?.5 lh，堿的加入量為理論量的 40% 70%，焙燒溫度為70(Tl00(TC ；(3)將步驟(2)所得燒結(jié)物料磨細(xì)至-200目含量70%以上，加入氣固流化床反應(yīng)器，通入氧化氣體，調(diào)節(jié)通氣量使物料處于流化狀態(tài)，保持反應(yīng)器內(nèi)溫度28(T50(TC，反應(yīng) 0. 5lh，得一次焙燒產(chǎn)品；(4)將步驟(3)所得一次焙燒產(chǎn)品經(jīng)溶解以及固液分離得鉻酸鈉浸出液以及浸渣，其中溶解時(shí)添加的液體與一次焙燒產(chǎn)品的液固比為3 5:1 ；(5)將步驟(4)所得浸渣烘干后與堿混合焙燒0.5 lh，堿的加入量為原礦理論量的 30% 60%，焙燒溫度為70(Tl000°C ；(6)將步驟(5)所得燒結(jié)物料磨細(xì)至-200目含量70%以上，加入氣固流化床反應(yīng)器，通入氧化氣體，調(diào)節(jié)通氣量使物料處于流化狀態(tài)，保持反應(yīng)器內(nèi)溫度28(T50(TC，反應(yīng) 0. 5lh，得到二次焙燒產(chǎn)品，將所得到的二次焙燒產(chǎn)品經(jīng)溶解以及固液分離得鉻酸鈉浸出液以及浸渣，其中溶解時(shí)添加的液體與二次焙燒產(chǎn)品的液固比為;Γ5:1，添加的液體為普通民用水或洗滌富鐵尾渣后的洗滌液；(7)將步驟(6)所得浸渣經(jīng)多級(jí)逆流洗滌得富鐵尾渣，洗滌液返回步驟(4)或(6)作為鉻酸鈉的溶解液；(8)將步驟(4)和步驟(6)所得浸出液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶以及洗滌得到鉻酸鈉產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)鉻酸鈉的方法，其特征是所述堿為氫氧化鈉或碳酸鈉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)鉻酸鈉的方法，其特征是所述氧化氣體為空氣、氧氣以及m氧全氣ο
全文摘要
本發(fā)明屬于鉻酸鈉的生產(chǎn)領(lǐng)域，涉及一種生產(chǎn)鉻酸鈉的方法。制備步驟如下(1)將鉻鐵礦粉與堿充分?jǐn)嚢璞簾A(yù)氧化，其中堿的加入量為理論量的40%~70%；(2)將所得燒結(jié)物料磨細(xì)，加入氣固流化床反應(yīng)器，通入氧化氣體，使物料處于流化狀態(tài)，在280~500℃下氧化焙燒，得一次焙燒產(chǎn)品；(3)將所得一次焙燒產(chǎn)品經(jīng)溶解以及固液分離得鉻酸鈉浸出液以及浸渣，浸渣烘干后與堿混合焙燒預(yù)氧化，堿的加入量為原礦理論量的30%~60%；(4)重復(fù)步驟(2)和(3)；(5)將二次浸渣經(jīng)多級(jí)逆流洗滌得富鐵尾渣，洗滌液返回作為鉻酸鈉的溶解液；(6)將浸出液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶以及洗滌得鉻酸鈉產(chǎn)品。本工藝無需添加鈣質(zhì)，并能顯著降低堿的耗量，最終所得富鐵尾渣中鉻含量低于0.4%，鉻的轉(zhuǎn)化率可達(dá)99%以上。
文檔編號(hào)C01G37/14GK102432068SQ201110299700
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者馮雅麗, 李浩然, 王紀(jì)學(xué) 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)